JPH0454101B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、互いに噛み合う一対の歯車の一方の
歯を弾性変形可能なコイルスプリングにより構成
し、運転音および耐久性を改良する技術に関する
ものである。

従来技術およびその問題点 動力を伝達するために互いに噛み合う一対の歯
車を有する歯車装置では、通常、歯車において円
周方向に連なるように形成された円周歯は、比較
的剛性の高い材料によつて構成され且つ比較的高
い精度にて複雑な曲面に加工される必要がある。

したがつて、上記のような複雑な形状の加工が
施されるため、歯車装置が高価となるとともに、
歯車装置の作動に際しては、所定の隙間（バツク
ラツシユ）に起因する作動音が発生することが避
けられず、使用時間が重ねられるに伴つて大きく
なる欠点があつた。また、円周歯が比較的剛性の
高い材料にて構成されるため、微動振動による摩
擦により摩耗が促進されるとともに、衝撃的な負
荷が加えられることによつて歯が欠ける欠点があ
つた。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、作動音が低
く、摩耗が少なく、歯が欠けることのない安価な
歯車装置および遊星歯車装置を提供することにあ
る。

斯る目的を達成するため、本発明の要旨とする
ところは、円周方向に連なり且つ互いに噛み合う
第１円周歯および第２円周歯をそれぞれ有する一
対の歯車を含む歯車装置において、前記第１円周
歯および第２円周歯のうちの一方の円周歯の凸部
を円筒状に巻回されたコイルスプリングにて構成
し、他方の円周歯の凹部を該コイルスプリングの
外周歯を嵌め入れる形状に形成したことにある。

また、本発明の他の態様においては、共通の一
軸心まわりに回転可能に設けられた入力軸および
出力軸と、それら入力軸および出力軸と同心の一
円周に沿つて連なる内周歯を有する位置固定の固
定部材と、その固定部材の内周歯と噛み合い且つ
その内周歯よりも歯数が少ない外周歯を有し、前
記入力軸にその回転軸心から偏心した軸心まわり
に回転可能に設けられるとともに、前記出力軸と
半径方向の相対移動可能に係合させられてその出
力軸に駆動力を伝達する偏心回転体とを備えた遊
星歯車装置において、前記内周歯および外周歯の
一方の凸部を円筒状に巻回されたコイルスプリン
グにて構成し、前記内周歯および外周歯の他方の
凹部をそのコイルスプリングの外周歯を嵌め入れ
る形状に形成したことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、第１円周歯および第２円周
歯の一方或いは内周歯および外周歯の一方の凸部
が弾性変形可能なコイルスプリングにより構成さ
れるとともに、他方の凹部がコイルスプリングの
外周面を嵌め入れる形状に形成されるので、動力
伝達が行われる状態では、コイルスプリングが径
方向に僅かに弾性変形させられ、静粛な作動音や
高い耐久性などが容易に得られる。すなわち、上
記のように弾性変形可能なコイルスプリングが凹
部に嵌め入れられることにより噛み合わせられて
おり、しかも従来のように、バツクラツシユなど
の隙間を形成しなくてもよいので、剛性の高い材
料から成る歯同士が噛み合う場合に比較して歯車
の作動音が大幅に減少する。また、コイルスプリ
ングの弾性変形により微動振動が吸収されるの
で、摩耗が防止されるとともに、衝撃的な負荷が
加えられても歯の損傷が生じない。しかも、複雑
な歯形状の加工を必要とせず、且つ製作上の精度
が緩和されるので、装置が安価となる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図および第２図には、所謂モータ直結型の
減速機１０に示されている。図において、内部に
モータ出力軸１２を回転可能に備えたモータハウ
ジング１４には、減速機１０の減速機ハウジング
１６がボルト１８により固定されている。本実施
例では、この減速機ハウジング１６が内周歯を備
えた固定部材に対応している。減速機ハウジング
１６は、上記モータ入力軸１２に嵌合され且つキ
ー２０により相対回転不能に連結された入力軸２
２をニードル型のベアリング２４を介して回転可
能に支持している。入力軸２２は大径部２６、中
径部２８、および小径部３０を備えて段付状を成
し、その中径部２８の軸心は互いに同心の大径部
２６および小径部３０の軸心に対してｄだけ偏心
させられている。そして、入力軸２２の中径部２
８には、厚肉円板状の偏心回転体３２がニードル
型のベアリング３４を介して相対回転可能に嵌合
されている。偏心回転体３２の外周面に断面円弧
状の凹部３６、すなわち谷部が一定の間隔で20個
形成されることにより、それら凹部３６間に凸
部、すなわち外周歯３７が形成されている。

減速機ハウジング１６の入力軸２２と同心の内
周面であつて偏心回転体３２の外周面と対向する
位置には、上記外周歯３７と噛み合う21個の内周
歯が設けられている。この内周歯は、上内周面に
おいて外周歯３７と同じ一定の間隔にて形成され
た半円状の溝３８内にその径と同じ外径に円筒状
に巻回されたコイルスプリング４０が嵌め入れら
れることにより構成されている。減速機ハウジン
グ１６には、溝３８に続く円穴が形成されてお
り、コイルスプリング４０の一端がその円穴に嵌
め入れられることにより、コイルスプリング４０
の脱落が防止されている。上記コイルスプリング
４０は、好適にはセンタレス研磨加工により外周
面および外径が精度よく調えられており、前記凹
部３６内に全面的に受け入れられるようになつて
いる。

上記のように、偏心回転体３２がｄだけ偏心さ
せられており、偏心回転体３２の外周歯３７は減
速機ハウジング１６の内周歯よりも１個少ないか
ら、偏心回転体３２の外周歯３７の一部が減速機
ハウジング１６の内周歯と噛み合うと、この噛み
合つている側と反対側では噛み合つていない状態
となり、入力軸２２が一回転すると、偏心回転体
３２が一歯分だけ回転させられる。このため、本
実施例では、偏心回転体３２と連結する出力軸４
２は、入力軸２２に対して、１／20の減速比にて
回転させられるのである。

上記偏心回転体３２と出力軸４２とは、偏心回
転体３２の自転を取り出すために、偏心回転体３
２の偏心量ｄに起因する径方向の相対移動が許容
されるような連結手段により連結されている。す
なわち、偏心回転体３２には比較的大径の６個の
係合穴４４が形成されている一方、出力軸４２は
入力軸２２の小径部３０により一対のベアリング
４６を介して回転可能に支持されており、その出
力軸４２のフランジ部４８には、係合穴４４の径
よりも小径のローラ５０を一端に有する６本のピ
ン５２が軸方向に平行に固定されている。そし
て、上記ローラ５０が係合穴４４内に嵌め入れら
れることにより偏心回転体３２と出力軸４２とが
連結され、ローラ５０の径と係合穴４４の径との
差だけ径方向の相対移動が許容されるようになつ
ているのである。本実施例では、その差は前記偏
心量ｄの２倍よりも大きく設定されている。

そして、減速機ハウジング１６には、出力軸４
２が貫き通され且つコイルスプリング４０および
出力軸４２のフランジ部４８を押さえるためのカ
バー５４がボルト５６により固定されている。な
お、入力軸２２を従通するボルト５８は、入力軸
２２をモータ入力軸１２に軸方向に固定するもの
である。また、出力軸４２の内周面に係止された
止め輪５９は、一対のベアリング４６の脱落を防
止するためのものである。

以上のように構成された減速機１０において
は、中径部２８がキヤリアとして機能し且つ偏心
回転体３２が遊星歯車として機能するのであり、
減速機１０はこの遊星歯車の自転を出力軸４２に
伝達する遊星歯車装置の一種〔日本機械学会編：
機械工学便覧の新版（昭和62年４月15日発行）第
B1−177頁右欄第９行乃至第12行、および第391
図〕である。

本実施例の減速機１０においては、減速機ハウ
ジング１６の内周歯が弾性変形可能なコイルスプ
リング４０により構成されるとともに、偏心回転
体３２の外周歯３７間の凹部３６がコイルスプリ
ング４０の外周面を嵌め入れる形状に形成されて
いるので、動力伝達や行われる状態では、コイル
スプリング４０が径方向に弾性変形させられ、静
粛な作動音や高い耐久性などが簡単に得られる。
すなわち、上記のように弾性変形可能なコイルス
プリング４０が凹部３６に嵌め入れられることに
より噛み合わせられており、しかも従来のよう
に、バツクラツシユなどの隙間を形成しなくても
よいので、剛性の高い材料から成る歯同士が噛み
合う場合に比較して歯車の作動音が大幅に減少す
る。

また、本実施例においては、コイルスプリング
４０の弾性変形により作動に伴う微動振動が吸収
されるので、摩耗が防止されるとともに、衝撃的
な負荷が加えられても歯の損傷が生じない。

しかも、本実施例においては、従来のように複
雑な歯形状の加工を必要とせず、且つ製作上の精
度が緩和されるので、加工が能率的且つ容易とな
つて減速機１０が安価となる。

さらに、本実施例においては、コイルスプリン
グ４０は使用すればするほど、線材の形状に復元
しようとして径が大きくなる傾向があるので、た
とえコイルスプリング４０の外周面が摩耗しても
コイルスプリング４０とこれを受け入れる凹部３
６との間にガタが形成されず、上記の効果が長期
間において得られるのである。

また、本実施例によれば、コイルスプリング４
０の内周部の空間に潤滑剤を充填することによ
り、その潤滑剤による潤滑効果が長期間にわたつ
て得られるので、耐久性が一層得られる利点があ
る。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、
以下の説明において前述の実施例と共通する部分
には同一の符号を付して説明を省略する。

第３図および第４図に示す減速機１０では、係
合穴４４が出力軸４２のフランジ部４８に形成さ
れており、ローラ５０を備えたピン５２が偏心回
転体３２に設けられている。

第５図および第６図に示す減速機１０では、第
３図および第４図に示す実施例と同様に、係合穴
４４が出力軸４２のフランジ部４８に形成されて
おり、ピン５２が偏心回転体３２に設けられてい
る。しかし、本実施例では、偏心回転体３２の外
周歯３７が10個であり且つ減速機ハウジング１６
の内周歯として機能するコイルスプリング４０が
11個である１／10の減速機となるように小径に構
成されているから、ピン５２の一端部にはローラ
が設けられていない。

第７図の遊星歯車装置６６においては、リング
ギア６０の内周歯およびサンギア６２の外周歯と
して機能するコイルスプリング４０が、リングギ
ア６０の内周面およびサンギア６２の外周面に前
述の実施例と同様に固設されている。図示しない
キヤリアにより回転可能に支持された遊星ギア６
４の外周面には、上記コイルスプリング４０の外
周面を嵌め入れる凹部３６とそれら凹部３６間に
おいて外周へ突き出す外周歯３７とが形成されて
おり、遊星ギア６４がリングギア６０およびサン
ギア６２と噛み合わせられるようになつている。
本実施例では、遊星ギア６４とリングギア６０と
の間、および遊星ギア６４とサンギア６２との間
において、互いに噛み合う一対の歯車から成る本
発明の歯車装置の特徴構造がそれぞれ適用されて
いる。たとえば、上記リングギア６０と遊星ギア
６４との関係においては、リングギア６０の内周
面に設けられたコイルスプリング４０および遊星
ギア６４の外周歯３７が第１円周歯および第２円
周歯にそれぞれ対応する。また、遊星ギア６４と
サンギア６２との関係においては、遊星ギア６４
の外周歯３７およびサンギア６２の外周面に設け
られたコイルスプリング４０が第１円周歯および
第２円周歯に対応している。本実施例において
も、コイルスプリング４０の弾性により作動音が
静粛となるとともに、コイルスプリング４０の弾
性変形により微動振動および衝撃が吸収されて微
動振動に起因する摩耗や衝撃に起因する損傷が解
消されるなどの、前述の実施例と同様の効果が得
られるのである。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
したが、本発明はその他の態様においても適用さ
れる。

たとえば、前述の実施例において、コイルスプ
リング４０の外周面および径寸法がセンタレス研
摩加工によつて調えられていたが、必ずしもセン
タレス研磨加工されていなくてもよい。

また、コイルスプリング４０の巻線は互いに密
着させられていなくてもよい。

また、前述の第１図乃至第６図の実施例では、
減速機ハウジング１６の内周歯としてコイルスプ
リング４０が用いられ、偏心回転体３２の凹部３
６に嵌め入れられるように構成されている。反対
に、偏心回転体３２の外周歯としてコイルスプリ
ング４０が配設されるとともに減速機ハウジング
１６の内周面にそのコイルスプリング４０を嵌め
入れる凹部が形成されても差支えない。

また、前述の減速機１０においては偏心回転体
３２が１個用いられる型式であつたが、複数用い
られる型式であつても良い。たとえば、一対の偏
心回転体が用いられる型式では、入力軸２２にお
いて回転位相が180゜異なる位置に偏心して取り付
けられるとともに、出力軸４２は、上記一対の偏
心回転体の自転を取り出すように連結される。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施
例であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲に
おいて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面断面図
である。第２図は、第１図の実施例のカバーおよ
び出力軸などを取り除いた側面図である。第３図
および第４図、第５図および第６図は、本発明の
他の実施例を示す第１図および第２図にそれぞれ
相当する図である。第７図は、本発明の他の実施
例の要部を示す図である。 １０：減速機（遊星歯車装置）、１６：減速機
ハウジング（固定部材）、２２：入力軸、３２：
偏心回転体、３６：凹部、３７：外周歯（第２円
周歯）、４０：コイルスプリング（内周歯、第１
円周歯）、４２：出力軸、６６：遊星歯車装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円周方向に連なり且つ互いに噛み合う第１円
   周歯および第２円周歯をそれぞれ有する一対の歯
   車を含む歯車装置において、 前記第１円周歯および第２円周歯のうちの一方
   の円周歯の凸部を円筒状に巻回されたコイルスプ
   リングにて構成し、他方の円周歯の凹部を該コイ
   ルスプリングの外周面を嵌め入れる形状に形成し
   たことを特徴とする歯車装置。 ２ 共通の一軸心まわりに回転可能に設けられた
   入力軸および出力軸と、該入力軸および出力軸と
   同心の一円周に沿つて連なる内周歯を有する位置
   固定の固定部材と、該固定部材の内周歯と噛み合
   い且つ該内周歯よりも歯数が少ない外周歯を有
   し、前記入力軸にその回転軸心から偏心した軸心
   まわりに回転可能に設けられるとともに、前記出
   力軸と半径方向の相対移動可能に係合させられて
   該出力軸に駆動力を伝達する偏心回転体と、を備
   えた遊星歯車装置において、 前記内周歯および外周歯の一方の凸部を円筒状
   に巻回されたコイルスプリングにて構成し、前記
   内周歯および外周歯の他方の凹部を該コイルスプ
   リングの外周面を嵌め入れる形状に形成したこと
   を特徴とする遊星歯車装置。